基于三菱PLC的家用智能晾衣架設(shè)計

1、    基于三菱plc的家用智能晾衣架設(shè)計    黃嘉豪+王君普【摘 要】應(yīng)用plc實現(xiàn)對晾衣架的控制，通過自動檢測裝置將室外天氣狀況信息采集并傳遞到plc，然后由plc控制晾衣架，完成自動收曬衣物的任務(wù)。【關(guān)鍵詞】智能晾衣架；三菱plc；傳感器1 設(shè)計背景晾衣架作為每個家庭必備之物，早已遍布千家萬戶。然而傳統(tǒng)晾衣架受限于需要人工的晾曬和收取，有諸多不便。所以，本文設(shè)計了一種智能晾衣架，其主架部分安裝在陽臺里面的墻壁上，套筒式伸縮架正對窗戶，伸縮架受plc控制，可以根據(jù)室外天氣情況自動伸出或者收回，無需人工操作。在一定程度上能減輕人們的負(fù)擔(dān)，為家庭生活帶

2、來便利。2 系統(tǒng)功能本設(shè)計主要研究智能晾衣架的自動控制系統(tǒng)。所設(shè)計出的基于plc的晾衣架裝置，具有感測天氣、自動收曬、手動控制等功能。系統(tǒng)工作流程如圖1所示，當(dāng)選擇自動模式時，晾衣架三個傳感器通過感知室外天氣狀況，判斷是否伸出或收回已經(jīng)伸出的晾衣架并執(zhí)行；當(dāng)選擇手動模式時，可以手動按下“晾曬”按鈕使晾衣架伸出，對于正在伸出或已經(jīng)伸出的晾衣架，也可以通過“停止”和“收回”按鈕來決定是否停止伸出和收回。3 系統(tǒng)組成系統(tǒng)主要由plc、電機(jī)、風(fēng)速傳感器、光強(qiáng)傳感器、雨滴傳感器、套筒式晾衣桿及其支架、電源等組成。系統(tǒng)以plc為中央控制器，控制晾衣桿的伸縮。輸入信號包括光強(qiáng)傳感器、雨滴傳感器、風(fēng)速傳感器、

3、限位開關(guān)、手動/自動切換按鈕、手動按鍵等。4 硬件選擇4.1 plc的選擇plc即可編程邏輯控制器，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。它采用可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各類裝置。本課題設(shè)計的智能晾衣架控制系統(tǒng)有輸入信號9個、輸出信號2個。外部輸入包括按鈕、傳感器開關(guān)、限位開關(guān)等；輸出為一臺直流電機(jī)。根據(jù)以上，plc型號定為fx2n-32mr。它是一個8位的plc，電壓低、性能高，片內(nèi)含8kb的可反復(fù)擦寫的flash只讀程序存儲器和256字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器。4.2 電源模塊的選擇電源模塊為本裝置提供能量

4、，對于整個控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。開關(guān)電源由于體積小、重量輕、效率高，因此被廣泛應(yīng)用于多種電子設(shè)備中。開關(guān)電源分為ac/dc開關(guān)電源和dc/dc開關(guān)電源兩種。本系統(tǒng)的供電電壓分三種：1）plc采用220v交流電直接供電無需變壓。2）晾衣桿直流電機(jī)需要12v直流電壓供電，故采用交流220v變直流12v的開關(guān)電源。3）傳感器和繼電器都需5v直流電壓供電，故還需要12v變5v的變壓模塊。4.3 套筒式晾衣桿的制作套筒由固定套和伸縮套構(gòu)成，伸縮套一端裝有固定螺母，其內(nèi)部裝有長螺桿，長螺桿與電機(jī)減速箱動力輸出軸剛性連接，電機(jī)轉(zhuǎn)動可帶動伸縮套在固定套內(nèi)做直線移動。4.4 傳感器的工作原理1）

5、光強(qiáng)傳感器將光照強(qiáng)度值轉(zhuǎn)化為開關(guān)量。當(dāng)光照較強(qiáng)時，輸出on信號；當(dāng)光照較弱時，輸出off信號。2）雨滴傳感器輸出有效信號為低電平。無雨時，輸出為高電平，下雨時，輸出低電平。3）風(fēng)速傳感器，結(jié)構(gòu)簡單，采用干簧管和風(fēng)板及磁鐵的感應(yīng)方式?？梢詫⒁欢ǖ娘L(fēng)力轉(zhuǎn)化為開關(guān)信號。4.5 主要元器件5 設(shè)計與實現(xiàn)plc輸入端口x0-x10和輸出端口y0、y1的分配如圖3所示。plc上電以后，首先由開關(guān)s進(jìn)行手/自動模式選擇。當(dāng)打到on時為自動模式。若此時，室外風(fēng)速較低或者無風(fēng)、無雨、光照強(qiáng)度較低時，plc接收到傳感器發(fā)出的開路信號，向電機(jī)發(fā)出正向指令，電機(jī)正轉(zhuǎn)，晾衣架伸出。當(dāng)風(fēng)速過大超出預(yù)設(shè)時，風(fēng)速傳感器常開觸點關(guān)閉，plc接收到相應(yīng)的關(guān)閉信號，向電機(jī)發(fā)出反向指令，電機(jī)反轉(zhuǎn)，晾衣架收回。同理，當(dāng)光強(qiáng)過大、或室外下雨時，plc接收到關(guān)閉信號，控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，晾衣架收回。當(dāng)切換開關(guān)s打到off時為手動模式。此時，如果按下“晾曬”按鈕sb1，晾衣架伸出；按下“停止”按鈕sb2，晾衣架停止；按下“收回”按鈕sb3，晾衣架便被收回。6 結(jié)束語本文設(shè)計的智能晾衣架系統(tǒng)，以三菱plc為控制核心，可以根據(jù)光